2.4 氧化镁混凝土的力学性能

2.4.1 氧化镁混凝土的抗压抗拉强度

混凝土的抗压强度是混凝土最基本的性能指标，它是建筑物结构设计、施工质量控制和评定的依据。在水工建筑物中，混凝土的抗拉强度又是大体积混凝土抗裂性的重要指标。大量的实验研究表明，外掺氧化镁混凝土的强度比不掺氧化镁混凝土的强度有所提高，一般抗压强度可提高3%～10%，抗拉强度可提高10%左右。混凝土力学性能的提高，主要是由于氧化镁的膨胀作用，使混凝土的孔隙率降低和混凝土结构更加密实所致；其次是由于外掺氧化镁膨胀剂后，混凝土的胶凝材料单位用量增加，水胶比减小，导致力学性能提高。尤其是极限拉伸值的提高，对水工混凝土的抗裂非常有利。

氧化镁混凝土的抗压强度、抗拉强度与氧化镁掺量、龄期、约束状态、养护温度密切相关。在合理的氧化镁掺量下，氧化镁混凝土的抗压强度、抗拉强度随氧化镁掺量的增加而提高，随龄期的增长而增大。在约束条件下，与未掺氧化镁的混凝土相比，抗压强度的增长率为6%～10%，抗拉强度增长率为6%～15%。养护温度对氧化镁混凝土抗拉强度和抗压强度的影响也较大，一般比未掺氧化镁的混凝土提高约15%和20%左右。温度对约束状态下的氧化镁混凝土的强度影响更大，一般抗压强度可提高30%～36%，抗拉强度可提高26%。

试验研究还表明，氧化镁混凝土的长期力学性能是安定的，微膨胀对混凝土力学性能的影响不大。李承木利用12a龄期的内含氧化镁的混凝土徐变试件加工成标准抗压试件，测得不同龄期的抗压强度和弹性模量均无明显降低现象；在白山大坝安检时，利用钻孔取芯样测得20a龄期的氧化镁混凝土抗压强度比施工时期的强度提高了16.7%，其芯样的动弹性模量均值为39.1GPa，而抗压弹性模量的均值为37.0GPa，两者相近，说明试验结果可信；广东长沙拱坝安检时，利用钻孔芯样测得5～6a龄期的抗压强度在40～45MPa之间，比施工时期的强度提高18.0%以上。

2.4.2 氧化镁混凝土的弹性模量

弹性模量是计算混凝土温度徐变应力的重要参数。外掺氧化镁混凝土的弹性模量也随龄期的延长而增加，随氧化镁掺量的增加而稍有提高，其增长率一般在10%以内。当养护温度升高时，氧化镁混凝土的弹性模量也有所提高。另外，试验结果表明，随着粉煤灰掺量增加，混凝土的弹性变形增大，其弹性模量逐渐减小。粉煤灰掺量每增加10%，弹性模量变化过程线的斜率约减小20%。

同样，试验研究和工程实践表明，氧化镁混凝土长龄期的弹性模量一直保持增长趋势，未出现降低现象。

2.4.3 氧化镁混凝土的极限拉伸性能

在大坝混凝土的温度控制设计中，一般以轴心受拉的极限拉伸值作为混凝土抗裂性能的主要控制指标。外掺氧化镁混凝土的极限拉伸值随试验龄期的增长而增大，随氧化镁掺量的增加而提高。例如，外掺氧化镁为3.5%和4.5%时，混凝土90d龄期的极限拉伸值一般可提高15%～20%；当养护温度从20℃升至40℃时，外掺氧化镁混凝土的极限拉伸值比不掺氧化镁混凝土提高22%～28%，说明氧化镁混凝土的抗裂性能高于普通混凝土。